Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Optics Express, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Yuxi Fu dari Institut Optik dan Mekanika Presisi (XIOPM) Xi'an dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok telah dikembangkan untuk pertama kalinya sebuah laser laser-wave-suhu yang berkomposit, laser-wave-wave-wave.
Laser yang beroperasi dalam kisaran spektral 2μm sangat dihormati untuk keamanan mata mereka, penyerapan air yang tinggi, dan pelemahan atmosfer yang rendah. Laser 2μm konvensional biasanya membutuhkan pendinginan kriogenik untuk mengontrol efek termal, yang meningkatkan kompleksitas dan biaya sistem dan membatasi aplikasi mereka dalam platform yang kompak, dibatasi ruang, dan seluler. Oleh karena itu, pengembangan laser 2μm dengan suhu ruang berdaya tinggi telah menjadi arah penelitian yang penting.
Tabel 1: Gambaran umum laser disk tipis di wilayah 2 μm. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Dekat difraksi terbatas di dalam pompa ho: YLF komposit disk laser disk tipis pada 2 μm, Optics Express (2025).
Dalam penelitian ini, para peneliti mengembangkan struktur disk tipis komposit baru berdasarkan HO: YLF. Dengan menggabungkan 2 AT. % Doped HO: YLF Crystal dengan lapisan penutup YLF yang tidak teropei, kekokohan mekanis kristal secara signifikan meningkat, sedangkan efek amplifikasi emisi spontan ditekan secara efektif, sehingga meningkatkan stabilitas output laser.
Gambar 1: Diagram skematis HO: YLF Komposit tipis kristal disk. (a) Diagram skematik 3D HO: YLF Komposit tipis disk. (B) Foto HO: Disk tipis komposit YLF yang dilas ke heat sink sic. (c) Tampilan cross-sectional HO: Disk tipis komposit YLF di sepanjang arah propagasi cahaya pompa. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Dekat difraksi terbatas di dalam pompa ho: YLF komposit disk laser disk tipis pada 2 μm, Optics Express (2025).
Selain itu, para peneliti mengoptimalkan sistem pemompaan optik, menggunakan konfigurasi multi-saluran dengan 12 siklus pemompaan yang dikombinasikan dengan strategi manajemen termal yang efisien. Pendekatan ini tidak hanya memastikan output daya tinggi, tetapi juga meminimalkan lensing termal, menghasilkan kualitas balok yang sangat baik.
Gambar 2: Diagram skematis dari laser disk tipis HO: YLF. (a) Diagram skematik 3D dari laser disk tipis berdasarkan modul pompa 12-}. (B) Diagram pengaturan eksperimental, menunjukkan kepala laser disk tipis komposit dengan heat sink berpendingin air. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Dekat difraksi-terbatas in-band dipompa HO: YLF Laser disk tipis komposit pada 2 μm, Optics Express (2025).
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa ketika laser dipompa dengan laser serat 194 0 nm thulium-doped dengan diameter 1,8mm, daya output puncak mencapai 26,5W, efisiensi optik adalah 38,1%, dan efisiensi kemiringan adalah 42. {{11}%. Kualitas balok hampir terbatas difraksi, dan standar deviasi relatif dari stabilitas daya hanya 0,35%.
Gambar 3: Penyerapan dan penampang emisi 2 at.% Doped ho: YLF kristal pada suhu kamar. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Dekat difraksi terbatas di dalam pompa ho: YLF komposit disk laser disk tipis pada 2 μm, Optics Express (2025).
Gambar 4. HO: YLF THET DISK LASER OUTPUT Daya diukur menggunakan transmitansi 3% OC. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Dekat difraksi-terbatas in-band dipompa HO: YLF Laser disk tipis komposit pada 2 μm, Optics Express (2025).
Gambar 5: Spektrum suhu kamar dari (a) pompa laser serat yang didoping thulium dan (b) emisi CW. Garis putus -putus menunjukkan penampang penyerapan dan emisi dari kristal HO: YLF. Setiap spektrum mewakili rata -rata lima pengukuran. Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Dekat difraksi terbatas di dalam pompa ho: YLF komposit disk laser disk tipis pada 2 μm, Optics Express (2025).
Gambar 6: Kualitas Balok Output. (A) Pengukuran M2 kualitas balok output 26W. (b) Profil balok pada jarak yang berbeda (l=-200 mm, 0 mm, 100mm, dan 300mm). Sumber: Binginging Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Dekat difraksi-terbatas in-band dipompa HO: YLF Laser disk tipis komposit pada 2 μm, Optics Express (2025).
Profesor Fu mengatakan: "Pekerjaan ini membuka jalan bagi pengembangan laser 2μm daya tinggi yang kompak dan hemat biaya yang memiliki potensi untuk mencapai tingkat 100W, memajukan ilmu laser ultrafast. Ini juga menyediakan pendekatan baru untuk mengembangkan sistem laser inframerah berdaya tinggi dan portabel."
